海上信息感知与融合研究进展及展望*

何 友，熊 伟，刘 俊，刘 瑜

（海军航空大学，山东 烟台 264001）

0 引言

信息化战争是在陆、海、空、天、水下、电磁、网络等全维空间中展开的一体化战争，雷达、红外、声纳、电子侦察等是获取战场信息的主要传感器。在现代战争形态下，信息系统是体系作战能力的最重要支撑，而信息融合是信息系统建设的核心关键技术之一［1-5］。例如，它是海上目标联合情报体系、舰艇编队作战指挥控制等系统的重要环节和核心内容。

通过对来自时域、频域、空域、极化域等不同类型的信息、数据和知识进行检测、关联、估计、识别等多级别多层次处理，可以减少多源信息间可能存在的冗余和矛盾信息，降低其不确定性，得到准确的状态和身份估计，以及完整、及时、一致的态势评估和威胁估计，形成精确和统一的战场态势［6-17］。提高智能系统规划、反应的快速性和正确性，有利于指挥决策、协同作战和精确打击。在信息化战争中，信息融合对获取信息优势，并进而转化为决策优势和行动优势，具有重要作用。

基于在信息感知与融合领域多年的研究和实践，本文首先介绍了信息感知与融合的军事概念与内涵，然后深入讨论了海上信息感知与融合技术研究进展，指出了目前系统面临的挑战，并针对这些挑战梳理了10项需重点研究的关键技术，最后根据信息控制领域发展提出的新需求，总结了海上信息感知与融合的发展趋势。

1 信息感知与融合的军事概念与内涵

1.1 基本定义

美国国防部在《军语》修订版中明确指出，“信息”包括两种含义：一是以任何介质或形式表示的事实、数据或指令；二是按照惯用表达方式，人为地为数据确定的含义。进一步而言，“战场信息”则是聚焦在战场上所出现的各类信息，主要有3大类：第1类是战场态势信息，包括敌友我三方参战作战部队当前的位置信息及其状态信息、目标属性信息等；第2类是战场侦察监视预警信息，包括图像情报信息、信号情报信息、测量特征情报信息、网络情报信息、人力情报信息和开源情报信息等；第3类是战场环境信息，包括气象信息、地理环境信息、电磁环境信息和核生化辐射信息等。

感知则包括了“感”与“知”两部分。其中“感”，是指战场信息的获取手段，即利用声、电、光、磁等各类传感器来“获取”多维作战空间（包括陆、海、空、天、网）中各类战场数据信息；“知”是“认知”，是战场信息感知的目的，即形成可信度高、适用性强、共享性好的战场情报产品。“感”是手段，“知”是目的，两者互为依存，不可分割。

在不同时期，由于人们关注的焦点不同，信息融合尚未有统一和公认的定义。大多数研究者认可的是美国国防部实验室联席理事会（JDL）给出的定义。JDL早期定义是：对单源和多源的数据和信息进行关联、相关和组合，以得到更为精细的位置和身份估计、完整和及时的态势评估的过程［1，8-9］。该定义强调了目标定位、识别与跟踪以及战场态势评估与威胁估计。

20世纪90年代，战场电磁环境日趋复杂，战场目标易掩埋在强电磁压制干扰或欺骗干扰环境中，难以被发现和跟踪。为解决此问题，信息融合的定义向下延伸到探测级。JDL将早期定义修正为：在多级别、多方面对单源多源的数据和信息进行自动检测、关联、相关、估计和组合的过程［1，18］。

随着体系对抗作战能力需求的提出，信息感知与融合在不同阶段的功能界限日趋模糊。因此，JDL又给出最新的定义［18］：组合数据或信息以估计和预测实体状态的过程。

综合JDL的上述研究，本文给出信息感知与融合的军事定义：模拟人类对信息获取和分析的过程，其科学问题是，对来自多个不同信息源，属于不同层次、具有不同特征的信息进行多层次、多方面、多级别的信息处理过程，它包括信息检测、跟踪、关联、估计、识别、解译、决策等，以得到高级别、更易于理解、更加全面、更为精确有效的信息，实现去粗取精、去伪存真、由低到高、由部分到全面认知的升华过程。

1.2 功能模型

功能模型是从信息感知与融合工作过程的角度，表述系统及子系统的主要功能、数据库的作用，以及系统工作时各组成部分之间的相互作用关系［7-8，19］，具体描述如下页图 1 所示。

首先，分布在本地、异地的各类信息源通过协同工作，形成感知信息流，共同完成战场的信息感知。所有的感知信息首先进行0级处理（信息预处理），自动控制进入融合中心的数据流量，并实现信息格式的统一、时空坐标系统一以及时空配准等功能。然后进行1级～3级的融合处理（低层融合），主要是对信息源报知的信息进行聚集、关联和组合计算，以获得目标位置、速度、属性和身份的可靠、精确估计。

图1 信息感知与融合功能模型

与1级～3级融合有所区别，4级～5级融合被称为高层融合，主要是估计并预测敌方作战企图、识别其作战计划、可能的行动方案和可能采取的作战行动，确定敌方对我方可能产生的威胁，为作战决策、火力打击提供依据。第6级精细处理，主要包括资源管理与控制、系统性能评估等功能。其中系统性能评估功能划入信息融合范围，资源管理与控制放在融合外。通过前6级处理，可以得到不断优化的估计和评估结果，实现资源、任务的动态分配，甚至改变信息感知与融合过程本身。

目前，低层融合大部分都已实现了自动化，高层融合只是部分实现自动化，还常常依赖于情报人员和指挥人员的思维判断，所以在整个结构体系中设置了人机交互功能。在具体实现时，功能模型与作战应用紧密相关，1级～3级融合中既包含同类信源融合，也包括异类信源融合，威胁估计可基于态势评估进行，也可独立进行，取决于作战需求。与此同时，每级融合功能均需要专用数据库支持。此外，通过节点互联实现更大范围的信息融合和共享。

2 海上信息感知与融合技术研究进展

信息融合技术最早应用于海上。1973年美国军方利用多个独立连续的声纳信号对敌方潜艇进行探测，发现其性能远优于利用单个声纳对潜艇的探测。这一尝试被认为对现代战争具有非常重要的意义［20］。20世纪70年代末，在公开出版的技术文献中开始出现基于多源信息综合意义的融合一词。随后，信息融合的研究热潮开始兴起。20世纪80年代初期，国内开始开展信息融合研究。1987年，美国三军每年召开一次信息融合学术会议，并通过SPIE传感器融合专集、IEEE Trans.On AES、AC等发表相关论著。1988年，美国国防部把信息融合列为90年代重点研究开发的20项关键技术之一，且列为最优先发展的A类。美国国防部实验室联席理事会（JDL）下设的C3技术委员会（TPC3）专门成立了信息融合专家组指导相关工作。1998年成立了国际信息融合学会，总部设在美国，每年举行一次国际信息融合学术大会，随后又创立了国际信息融合学会的会刊《Information Fusion》［10-12］。

进入21世纪后，随着新军事变革，以及传感器能力的增强，信息感知与融合的结合日趋紧密，信息融合也逐渐贯穿于作战全过程。2009年中国航空学会信息融合分会成立，是目前国内唯一以信息融合命名的学术团体，2014年，国内《信息融合学报》创刊。目前新一代舰载、机载、弹载和各种信息系统正在向多源信息感知、融合和作战应用一体化方向发展。信息感知与融合研究的具体发展历程如下页图2所示，下面从处理结构发展、能力发展和系统建设情况3方面进行详细论述。

2.1 处理结构发展

不同于功能结构，处理结构更多反应了系统中信息的流通形式。国外早期的海上信息系统多采用集中式处理结构。其优点在于充分利用信源的信息，系统信息损失小，性能比较好。缺点是对融合中心处理能力、通信带宽要求高，系统可靠性差，软件十分复杂，研制周期长，成本高［11，14-15］。典型系统有：美国早期的海军战术数据系统、英国的战斗数据自动化武器系统、法国的海军战术数据处理系统等。

由于数据总线和先进的数字通信技术的应用，给综合信息处理系统带来了新活力，出现了分布式体系结构。这种结构可以把分散在各平台/战位所用计算机有机地结合起来，以实现资源共享，分散处理。此结构优点是可靠性高、通信带宽要求低，缺点是信息有损失［10-11］。典型系统有：美国海军ACDS系统（NTDS为核心的改进系统）、法国海军SENIT 8系统等。

目前，综合信息处理系统正向着适应信息战需要的综合一体化、智能化的全分布式体系结构发展，如图3所示。在这种蜘蛛网状系统中，即使单个节点损坏也不会破坏整个系统的完整性。此结构的优点是：可靠性高，可将分布于各个节点上的本地资源变为系统的全局资源，实现按需处理。缺点是：通信带宽要求高，信源处理能力要求高。典型系统：美国海军的旗舰数据显示系统、英国皇家海军的潜艇指挥系统、水面舰艇指挥系统、瑞典海军的9LVMK3系统等。

图3 全分布式体系结构图

2.2 能力发展

信息融合最早是利用多个独立声纳信号的组合，来改善对潜艇目标的探测数据率，提高目标检测概率和定位精度。这仅仅是信息融合的雏形，利用多个同类型数据源进行组合改善信息感知性能。随后，出现同源航迹融合，注重增强传感器的自主信息感知能力，并同时对上报的局部航迹进行融合，提高目标航迹的稳定性和连续性［10-12］。20世纪90年代是海上信息感知与融合技术的发展高潮。主要的功能发展表现在以下3个方面：1）复合跟踪与识别：对各舰载雷达探测的原始数据进行滤波、加权和集中，并据此实现目标跟踪和识别；2）异类信息融合：通过不同类型信息的差异性提高目标综合识别能力；3）目标联合检测：通过多传感器联合检测，改善复杂海况和电子干扰环境下弱信号目标的发现能力。

进入21世纪后，高层信息融合研究开始掀起热潮。除依靠传感器探测信息外，还要融合技侦、人工等非实时情报，解决战场要素关系估计、作战意图估计、作战行为估计以及目标威胁能力估计等。威胁估计现已在舰载预警和指挥决策中有局部应用，但方法和技术还不完善。

当前的研究更加强调信息融合与信息感知资源管理一体化，也就是在基于网络的信息化支撑下，通过信息融合与资源管理在各级别上的一体化动态优化控制，以实现基于作战活动需求的最优海上感知。

2.3 系统建设情况

20世纪80年代以来，美国海军对应用信息融合的战术和战略监视系统一直给予高度的重视。其中较为典型的有80年代的海上相关系统，可以实现航迹相关处理、多源多假设相关跟踪、威胁评估等功能。90年代的CEC系统，进一步发展了复合跟踪与识别、捕获提示和威胁告警，以及自动协调作战等功能［11］。

进入21世纪，美军在21世纪海上力量设想中，更加注重动态处理体系结构、传感器、信息、火力的融合，以及时敏目标探测与识别等功能。美国海军在空海一体战的构想下，后续系统建设基本按照“网络中心战”的思想，发展基于全球信息栅格的信息感知与融合系统，主要表现在：1）通过全球栅格网集成各种情报监视侦察单元，使国家决策高层、战场指挥官以及士兵都能及时了解战场情况；2）实施全球信息栅格带宽扩展计划，建设大容量、高速度的通信网络；3）启动数据信息管理计划，满足网络中心战对大数据的需求，确保指挥决策者和各类人员能在最短时间内准确获取所需要信息；4）建设一体化的水下监视系统，开发态势感知数据链，提高水下战场态势感知能力。

与美国海军相比，俄罗斯海军也高度重视海上信息感知与融合体系的建设。已经建起了比较完善的导弹袭击预警探测系统，在周边主要港口外海布设海底反潜监听基阵，空中依靠预警机实施监控。俄军全球性水上、水下、空中目标的卫星监测预警系统也正在建设之中，即将形成比较完善的预警侦察监视体系。俄军的系统比较有特色，虽然技术含量不一定高，但一体化水平强、整体性能好、实用性强，值得我军借鉴和学习。

日本目前已建立由卫星、预警机、侦察机、雷达、监听站等多种手段构成的侦察预警网络，具备对超高空、空中、海面和水下目标进行不间断监视的实力。日本在系统建设方面一直致力于打造天基预警系统，强化战略监控能力，更新陆基预警雷达，强化远程监控能力，完善海基预警系统，强化机动监控能力，改进空基预警平台，强化中低空监控能力。

台军以“三军共享、台美互通”为指导，对海军“大成”系统进行“垂直串连、水平整合”，可与陆军、空军系统无缝链接，并在战时可直接接收美军情报信息。例如已投入使用的“联合战区模拟系统”和“卫星早期预警系统”可与美军指挥网络互联互通。

3 海上信息感知与融合系统面临的挑战

3.1 海上物理环境复杂

在一体化联合作战中，海上将包括水面、水下、海洋上空、濒海陆地（岛屿）和网络电磁空间，并与外层空间紧密相连，战场信息覆盖全维空间。同时，海洋环境受台风等因素影响，海况复杂，气象多变，对电磁波、水声波具有不确定传播及衰减作用。在近海地区，气象状况尤其不定，海况、陆地和海杂波独特，异常大气效应普遍［21-22］。

3.2 海上目标多样

3.2.1 航母、驱逐舰等水面目标

世界各军事大国都在大力发展以航母为核心的远洋作战力量，不断增强海上控制能力。美国海军现有10个航母打击群，俄罗斯有6支远洋作战编队。从各国新型舰船研制发展趋势看，水面舰艇隐身从雷达隐身为主，发展到要求控制舰船声、电、磁等众多物理场特性，形成全谱舰船目标特性控制，同时积极推进电磁炮、激光炮、微波炮等新概念舰载武器的实战化应用。

3.2.2 潜艇、水下无人作战编队等水下目标

水下目标攻击神秘莫测，隐蔽性好，可在恶劣气象条件下实施攻击，并且可从各个不同方向占领有利地位，多次实施攻击。同时，无人潜航器作用不断扩展，在遂行侦察、反水雷等传统任务基础上，逐步向执行反潜作战任务发展。此外，常规潜艇普遍采用“AIP”（不依赖空气推进发动机）技术和降噪技术，极大地提高了隐蔽性。目前，安静型潜艇静音慢速时噪声已达海洋环境噪声级，这给水下信息感知与融合带来了巨大挑战。

3.2.3 导弹

当前导弹发射平台类型包括舰载、机载、岸基、潜载、弹道导弹等，采取的对抗技术有隐身、低仰角、高速、大机动等，使其难以被发现、跟踪和识别，并缩短系统反应时间，还可以从多方向、多种平台上发射，进行超视距和饱和攻击。

3.2.4 作战飞机

作战飞机可以发射精确制导武器，具备超视距打击能力，进一步提高电子对抗能力，实现隐形化、超音速巡航是其发展方向。此外，无人机已加入美国航母舰载机序列，各海军强国将普遍装备舰载无人机。无人机与有人机协同作战是未来发展的一个重要趋势。

3.2.5 濒海攻击目标

此类目标可以依托近海的复杂地形环境，以及存在的大量非作战船只，实施战术突袭，隐蔽性强。例如近海攻击快艇舰队、摩托艇、自杀性舰船，新旧鱼、水雷混用，以及近岸火炮、火箭等。

3.3 感知任务日益复杂

未来海上基本作战形式必将是一体化联合作战。在以信息为主导的作战形式中，感知任务存在于精确打击、协同防空、联合反潜等各种作战行动中，并贯穿于发现、定位、跟踪、瞄准、攻击、评估等交战全过程。相应地，对信息感知与融合能力也提出了更高要求：1）紧密结合精确打击、防空反导、联合反潜等海军作战任务需求；2）可完成复杂动态信息交互，支持信息、指挥控制、火力、网电对抗、综合保障的高度融合；3）支持“发现即打击”的跨级融合处理。

4 海上信息感知与融合关键技术

海上信息感知与融合研究对我军来说将是一个长期存在的课题，存在诸多需要解决的技术难题。为应对当前和未来可能面临的挑战，需深入研究以下关键技术。

4.1 对海雷达海杂波抑制及目标检测技术

受气象、地理等诸多环境因素的影响，海面非线性随机变化，机理非常复杂。雷达平台、波段、极化、擦地角、高度、分辨率等参数的变化，使得海杂波特性认知更加困难［22］。例如机载对海雷达，在小擦地角、高海情以及高分辨率等情况下，海杂波幅度分布表现出长“拖尾”现象，拖尾部分对应的样本点数少，样本点散布范围大，如何利用数学方法表述这些小样本的统计特性，是小擦地角海杂波幅度建模方法所必需解决的技术难题之一。同时，海面目标回波信杂比低，检测难度大。目标回波能量在时域和频域均发散，用常规方法难以聚集。高海况下形成的类似于目标的尖峰海杂波，难以被抑制。

因此，在目标检测方面需重点研究［24-33］：1）基于环境认知的海杂波抑制及目标检测技术，综合利用多维度（距离、方位、时间、波形等）信息，自适应认知海杂波特征，形成海杂波背景的有效估计，同时自适应选择CFAR算法，完成海杂波抑制及目标检测；2）基于多域特征联合的海杂波抑制及目标检测技术，利用海杂波特征在不同域中表现出来的与目标特征的差异，完成海杂波抑制及目标检测；3）基于STAP的海杂波抑制及目标检测技术，研究降维STAP方法，降低计算量和设备量问题，同时研究杂波相关矩阵估计问题，特别是各种非均匀环境下的估计问题，以训练STAP自适应权值；4）多维度融合目标检测技术，基于环境认知融合检测和多普勒谱子带自适应融合检测技术可提升对海杂波背景下弱目标的探测能力。

4.2 多目标多传感器系统误差探测数据关联技术

传感器探测系统自身会在使用过程中不可避免地产生各种系统偏差，易造成目标航迹关联混乱，主要影响有：1）各传感器的系统误差将可能导致融合系统对同一个目标生成多条航迹，即目标冗余；2）各传感器的系统误差可能导致融合系统对不同目标生成一条航迹，即目标丢失［5，8］。

多传感器系统误差的准确估计与补偿建立在可靠关联的目标探测数据的基础上，而在系统误差存在的情况下，传感器系统误差估计与补偿又是目标数据准确关联的前提。准确的数据关联与系统误差的精确估计与补偿互为条件，要准确地进行航迹关联需要准确估计系统误差，而要准确估计系统误差又必须准确地关联航迹。

因此，在考虑传感器系统误差情况下，有必要研究新的数据关联机理，即不依赖准确系统误差配准的航迹数据关联理论解决此矛盾问题，需要重点研究以下关键技术［34-39］：1）常规系统误差情况下的多传感器多目标探测数据关联；2）观测信息缺维情况下的多传感器多目标探测数据关联；3）导航信息失效情况下的多传感器多目标探测数据关联。

4.3 态势评估和威胁估计中的高层融合技术

高层融合技术目前在概念、方法和实现技术的研究上处于百花齐放时期，要解决的主要问题有基于作战意图的战场要素关系估计、作战意图估计、作战计划识别、作战行为估计与路径/关键点预测等。目前，高层信息融合主要有以下几个研究热点［40-44］。

4.3.1 高层融合中的不确定性评估技术

与高层融合相对应，检测融合、位置融合和识别融合也称为低层融合，关注的焦点在目标的空间位置、特征属性等信息。而高层融合关注抽象的象徵信息，诸如：威胁、意图和目的等。在作战过程中，需重点解决建模、表示、推理、感知、管理等过程中的不确定性分析。因此，进行高层融合建模前，首先要确定建模的精确性问题。

4.3.2 基于概率本体论的目标实体语义表示

将各种不确定性引入本体论体系，使其能正确地表示信息系统中各种细微差别，有效减少复杂海上环境所产生的信息歧义。

4.3.3 基于计算认知系统的高层融合

基于自动计算机智能推理，完成信息系统作战的态势评估和威胁估计，实现自适应作战决策。需重点研究海上认知架构、动态推理、联合推理、网络态势感知、多源传感器数据增值，以及期望推理等关键技术。

4.3.4 人机信息交换与集成

人机交互是“智能化”信息系统的重要特征，是当前高层信息融合必须要解决的难题，也是未来信息融合体系作战能力生成的一个重要环节。基于本体的异构人机信息交换与集成包含战场信息本体建模、映射以及本体化战场信息存储等。人在融合过程中可以成为一个主动的合作者，为态势评估、威胁估计等高层信息融合提供分布式分析和决策的高智能指导。

4.4 信息感知与融合系统的智能体系结构

现有信息融合往往采用独立、分阶段、逐级处理的线性结构，各级相互依存，难以胜任动态内聚式融合的联合作战体系。这种全新的智能化多级非线性体系结构，优点在于降低各级融合之间的相互依存性，支持跨级的融合和各种信息的动态交互，并实现信息耗散最小而效能最高［45］。具体设计实现时，可通过系统分离技术，把数据和数据传输基础设施、操作系统和网络服务、应用软件分离，使各种融合功能较为独立，实现功能模块间的松耦合与独立升级。

同时，可采用基于模型驱动的开发方法，用于提供对等计算服务，使每个信息用户使用相同的处理技术，包括相同计算方法和模型算法，从而保证不同用户之间态势一致性。在对等计算服务下，只要为每个用户提供相同的数据输入，相同的模型算法，最终每个用户都将生成相同的图像、估计以及决策结论。

4.5 信息感知与融合中情报数据库和知识库技术

将人工智能技术应用于信息融合，建立多种类数据库，利用积累的知识和数据指导信息融合，将“信息”转化为“知识”，并最终上升为指挥员的“认知”，可提升信息系统“看得清”、“辨得明”的战场感知能力［46-47］。

当前，各类数据库的建设，与信息融合能力需求的差距较大，主要体现在：各类数据库的格式互不兼容，数据库的共享难以实现，数据量小、不完整、不连续，存在矛盾和冲突，各类信息积累、补充机制不健全，信息利用率低。因此，需要加大数据库的建设工作力度，主要有：融合模型算法库及规则库，信息源数据及能力特征库，典型目标特性库，海上环境数据库，海上军事知识库等。

4.6 信息融合中的精细化处理技术

在信息融合的功能结构模型中增加精细化处理，是对信息融合发展认识的深化，但相对于其他级别的信息融合理论和技术而言，目前对精细化处理理论和技术的研究相对较少，许多研究成果比较空泛［7-8，48-49］，亟待深入研究以下关键技术：信息融合中的信息资源对目标的分配方法；信息资源空间和时间作用范围控制准则；信息资源配置和控制策略；信息资源性能评估与度量技术；信息融合中的协同调度技术；可靠融合的传感器网络结构等。

4.7 多源异质、异类信息融合技术

随着海上探测和情报侦察设备数量、种类和能力日益增加，信息表现形式呈现多样性和复杂性，迫切需要解决异质、异类信息之间的融合问题［12，50-54］。图4给出了各类差异融合模型与实际应用的对应关系。

图4 差异融合模型与实际应用的对应关系

4.8 大数据背景下的信息感知与融合技术

现代海上具有极其丰富的信息资源，包括微波、毫米波、电视、红外、激光、电子支援措施（ESM）以及电子情报技术（ELINT）等覆盖宽广频段在内的各种有源和无源探测器，同时还包括技侦、气象、政治等其他类型信息。这些信息已经呈现出大数据的特点，产生的信息海洋淹没了指挥员，并且信息过多但并不充分这一事实，是当前军事领域亟需信息感知与融合技术的主要动力［55-57］，需重点解决的问题有：1）基于心理、机会、历史和环境信息的信息感知模型；2）信息过滤、分类和聚类技术；3）大数据背景下信息强异步性和空间多样性的统一校准算法。

4.9 新型空天目标信息感知与融合技术

由新型空天武器构成的下一代全球快速打击体系能够对空地海目标实施更快速、更精确的打击，且突防能力强，对其防御困难，是需要特别关注的威胁对象，需重点解决：1）极低信噪比情况下的信息检测、空间目标识别技术；2）大传输延时情况下的信息检测、空间目标识别技术。

4.10 多源目标识别融合技术

我国海上中的目标识别难题一直未得到有效解决，主要原因是用于目标识别融合的多源信息往往含有不确定性、不完整性、模糊性、多变性和虚假性。在实际系统中，仅靠单一的融合方法难以取得非常理想的识别效果，可采用多种融合方法的分工与互补［1，7-8，58-61］，需重点解决：1）实时报告与半实时、非实时情报的目标识别融合方法；2）非合作目标识别；3）决策级目标识别等问题。

5 海上信息感知与融合研究展望

5.1 信息控制领域发展提出的新需求

未来信息化战争中的信息控制将会由战斗、C2（Command and Control）、通信、监视等能力组成，每部分的信息和决策执行空间都是在分布式云、信息和计算环境中实现其功能，用于处理未来战争大数据交换需求。此类分布式云环境具有下列优势：1）资源池可根据作战人员的需求对不同的物理和虚拟资源进行动态分配和重新分配；2）快速的适应性可以动态而灵活地提供数据分享能力；3）测量服务可以自动控制和优化资源。

因此，为应对信息控制领域的变化，海上信息感知与融合必须建立一个动态环境，并在此环境中将信息处理、理解、分析、决策和执行全部综合到一个统一的作战系统中，主要包括：1）传感器成为自动控制的数据源；2）按需共享传感器数据处理结果；3）提供传感器分配和重新分配方式，以高效收集战场感知数据；4）可以执行多种任务，形成一个综合无缝信息链。

5.2 发展趋势

5.2.1 分布式信息感知与融合

随着互联网技术的不断发展，分布式网络作为一种新型的网络结构，在军事信息系统中变得越来越重要，图5给出了分布式信息感知与融合示意图。网络环境的变化为信息感知与融合未来发展带来了巨大挑战［62-63］：1）节点输入信息的相关性未知以及多类差异特征；2）不确定网络环境下信息感知单元的动态协同组织；3）共用信息节点信息的多次重复使用引起的误差增长；4）信息传输的不确定性。

图5 分布式信息感知与融合示意图

5.2.2 信息感知与融合的一体化

以融合为核心，推动感知系统由“传统单元性能”向“系统效果”转变，从而具有“灵活感知、全维融合”的能力［12，46，64］，图 6 给出了信息感知与融合一体化示意图。

5.2.3 信息融合向认知域发展

向认知域发展是信息融合从低级向高级的自然扩展过程，是指融合过程中融入人对事物的观测、判断、推理信息和知识，以实现对客观事物更为全面、完整和深入认识［45-46，65］。关于这方面的许多问题研究还刚刚起步，例如：基于知识的信息融合理论与方法；人类观测和推断的软数据融合方法；人的意图和行为预测模型；软数据与硬数据融合方法等。

6 结论

图6 信息感知与融合一体化示意图

当今军事信息技术的高速发展，使得“信息”已成为夺取战争主动权的关键要素之一，信息感知与融合技术则是夺取战场信息优势的基石与先导。当前战场信息感知与融合技术的研究，进入了一个理论与实践不断相结合、现实与未来相联系，从而实现螺旋式科学推进的发展阶段。随着我国海上对各种信息收集和处理能力的需求急剧增加，海上信息感知与融合研究进入了一个“需求十分旺盛，挑战不断涌现”的黄金时期，只有建立新的理念，在理论上有所突破，技术上有所发展，手段上有所创新，才能推动海上联合信息感知与融合系统的健康有序发展。